JPH02247569A - 回転数・位置変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １４分」 本発明は、電磁力によって回転体の回転数に応じて可動
体の位置を変化させる回転数・位置変換装置に関する。

灸來挟棗 従来、この種の回転数・位置変換装置としては、第７図
に示すように、アラボの円板の原理にもとづき、非磁性
体からなる回転円板３に、保持部材としてのヨーク６に
設けられた一対の磁石７１゜７２による磁界を作用させ
て１円板３に生ずるうず電流と磁界との間でヨーク６お
よび磁石７１゜７２からなる可動体を円板３の回転方向
に動かす電磁力を発生させるようにしている。

その発生する電磁力は、円板３の回転数にほぼ比例する
ことになり、円板３の回転数に応じて可動体の位置を変
化させることができる。

しかし、このような従来の回転数・位置変換装置では、
磁束φを形成する磁気回路が長くなって磁気抵抗が大き
くなり、そのため磁界が弱くなって発生する電磁力が弱
くなってしまう。

したがって、大きな電磁力を得るためには大形の磁石７
１．７２を設けなければならず、そのため装置が大形化
してしまうという問題がある。

１朔 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、磁石の設
置に工夫を凝らすことにより、磁気回路の長さを最少限
にして、大きな電磁力を効率良く発生させることができ
るようにした回転数・位置変換装置を提供するものであ
る。

また本発明は、このような回転数・位置変換装置を用い
て、エンジンの調速を最適に行なわせることができるエ
ンジンのガバナ装置を提供するものである。

１暖 以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について詳
述する。

本発明による回転数・位置変換装置にあっては、第１図
（ａ）、（ｂ）に示すように、保持部材１２に複数の磁
石７　（７１，７２，７３，７４）を、板状のヨーク６
１．６２とともに取り付けるようにしている。

すなわち１円板３をそれぞれ空隙を介して両側から挟む
ように、かつ異極が対向するように少なくとも２組の各
一対の磁石７１．７２および７３゜７４を、円板３の同
一側において異極が円板３の回転方向に隣接するように
並設している。

そして、各隣接する磁石７１．７３および７２．７４を
、保持部材１２側に固着された板状のヨーク６１．６２
上にそれぞれ取り付けるようにしている。

このような構成をとることにより、第１図（ｂ）中に矢
印φで示すように、２組の各一対の磁石７１．７２およ
び７３．７４と各ヨー、り６１，６２とによって、空隙
を介して磁気的な閉回路が形成される。

なお、各磁石７１〜７４としては、第２図に示すような
端面が矩形状のものや、第３図に示すような端面が円形
状のものなどが用いられる。

また、第４図に示すように、各磁石７１〜７４を１円板
３に合せてその端面が円弧状になるように形成してもよ
い。

このように構成された本発明による回転数・位置変換装
置では、第６図に示した従来のものに比べて、磁束φを
形成する磁気回路の長さが短くなって磁気抵抗が小さく
なり、そのため円板３に作用する磁界が増強されて、大
きな電磁力が得られるようになる。

したがって、第６図に示した一対の磁石７１゜７２のみ
を設けたものに比して、トータル的に磁石７１〜７４の
小形、軽量化を有効に図ることができる。

また本発明によれば、各磁石７１〜７４を別途に分離し
て設けた板状のヨーク６１．６２に各々取り付ければ磁
気的な閉回路が形成されるようにしているので、各ヨー
ク６１．６２をそれぞれ固着させる保持部材１２の材質
は何でもよくなる。

したがって、保持部材１２を合成樹脂などによって成形
することが可能となって軽量化を有効に図ることができ
、かつその保持部材１２を成形する際に大きな形状の自
由度が得られる。

また本発明では、第５図に示すように、少なくとも２組
の各一対の磁石７１，７２および７３゜７４を、円板３
の同一側において異極が円板３の径方向に隣接するよう
に並設すれば、磁束の分布状態からして、より大きな電
磁力を得ることができるようになる。

第６図は１以上説明した本発明による回転数・位置変換
装置を利用してエンジンのガバナ装置を構成したときの
一構成例を示している。

同図の構成において１例えば、汎用エンジンのクランク
シャフトｌに取り付けられたフライホイール２の周囲に
アルミニウムなどの非磁性体からなる円板３を取り付け
るとともに、その円板３に対向して、一端がピボット４
によって軸支された揺動アーム５を設けるようにしてい
る。

その揺動アーム５の先端部分にはホルダ部分５１が一体
に形成され、そのホルダ部分５１には、ヨーク６１．６
２を介して、円板３をその上、下面からそれぞれ空隙を
介して挟むように、かつ異極が対向するように各一対の
磁石７１．７２および７３．７４が取り付けられている
。

なお、第１図（ｂ）中矢印φで示すように、ヨーク６１
．６２および磁石７１，７２，７３．７４によって、空
隙を介して磁気的な閉回路が形成されるようになってい
る。

また、その揺動アーム５には、それがフライホイール２
の図中矢印Ａで示す回転方向に揺動するのを抑制するよ
うに固定側との間にスプリング８が装架されている。

さらに、その揺動アーム５とエンジンのスロットルバル
ブ１１の軸１１１との間には、揺動アーム５の動きに応
じてスロットルバルブ１１の開。

閉方向の駆動を行なわせるリンク９および駆動レバー１
０からなる駆動機構が設けられている。

このように構成されたエンジンのガバナ装置では、エン
ジンの回転に同期してフライホイール２が図中矢印Ａ方
向に回転すると、磁石７１〜７４によって円板３に生ず
るうず電流とその磁石７１〜７４の作る磁界との間で揺
動アーム５をフライホイール２の回転方向に揺動させる
電磁力Ｆが発生する。その発生する電磁力Ｆの大きさは
、フライホイール２の回転数すなわちエンジン回転数に
ほぼ比例することになる。

しかして、エンジン回転数が設定回転数のときに揺動ア
ーム５に作用する電磁力Ｆとスプリング８の引張力とが
等しくなるようにスプリング８の引張力を設定しておけ
ば、エンジン回転数が設定回転数に保たれているときに
は揺動アーム５が何ら揺動することなく定位置に静止し
てエンジンのスロットルバルブが所定の開度位置に保持
される。

負荷の減少等にともなってエンジン回転数が設定回転数
よりも増大すると、揺動アーム５に作用する電磁力Ｆが
スプリング８の引張力にうち勝って、その増大分に応じ
て揺動アーム５がフライホイール２の回転方向に所定量
だけ揺動し、リンク９および駆動レバー１０を介してス
ロットルバルブ１１を閉方向に駆動して回転数を設定回
転数に維持しようとする。

スロットルバルブ１１が閉方向に駆動された状態で負荷
状態がちとに復帰すると、エンジンの回転数が低下し、
それに応じて次第に揺動アーム５に作用する電磁力Ｆが
弱められていき、その電磁力Ｆがスプリング８の引張力
と平衡して揺動アーム５がもとの定位置に復帰すること
により、スロットルバルブが所定の開度位置に戻されて
エンジンの回転数が設定回転数に保持されるようになる
。

また、負荷の増大等にともなって、エンジン回転数が設
定回転数よりも減少すると、揺動アーム５に作用する電
磁力Ｆよりもスプリング８の引張力の方が大きくなって
、その減少分に応じて揺動アーム５がフライホイール２
の回転方向とは反対方向に所定量だけ揺動し、それによ
ってリンク９および駆動レバーｌＯを介してスロットル
バルブ１１を開方向に駆動して回転数を設定回転数に維
持しようとする。

スロットルバルブ１１が開方向に駆動された状態で負荷
状態がちとに復帰すると、エンジンの回転数が上昇し、
それに応じて次第に揺動アーム５に作用する電磁力Ｆが
強められていき、その電磁力Ｆがスプリング８の引張力
と平衡して揺動アーム５がもとの定位置に復帰すること
により、スロットルバルブが所定の開度位置に戻されて
エンジンの回転数が設定回転数に維持されるようになる
なお、この構成例ではフライホイール２として鋳鉄製の
ものを使用しているため、それにアルミニウムなどの非
磁性体からなる円板３を別途取り付けるようにしている
が、そのフライホイール２がアルミニウム鋳造製などの
非磁性体からなるものであれば１円板３をフライホイー
ル２と一体成形させることが可能である。

このように構成されたエンジンのガバナ装置では、磁束
φを形成する磁気回路の長さが短くなって磁気抵抗が小
さくなり、そのため円板３に作用する磁界が増強されて
、大きな電磁力が得られるようになる。

したがって、トータル的に磁石７１〜７４の小形、軽量
化を有効に図ることができる。

また、各磁石７１〜７４を別途に分離して設けた板状の
ヨーク６１．６２に各々取り付ければ磁気的な閉回路が
形成されるようにしているので、各ヨーク６１．６２を
それぞれ回漕させる揺動アーム５の先端部分に形成され
たホルダ部分５１の材質は何でもよくなる。

したがって、揺動アーム５のアーム本体５２とそのホル
ダ部分５１とを一体に合成樹脂などによって成形するこ
とが可能となり、揺動アーム５自体の軽量化を有効に図
り、かつそのホルダ部分５１における形状の自由度が得
られる。

ガバナ装置全体としてみた場合、本発明によれば、エン
ジンの回転部分と非接触でその回転数の増減に応じたス
ロットルバルブ１１の開、閉方向の駆動制御を行なわせ
るようにしているので、エンジンの回転部分との間にお
ける摩耗の心配がなくなる。

また、非接触型のものにもかかわらず、エンジン回転の
動的な変動を何ら静的な変動におきかえることなく、エ
ンジン回転数の変動に直接応動させてスロットルバルブ
１１の開、閉方向の駆動制御を行なわせるようにしてい
るので、そのスロットルバルブ１１の駆動制御を応答性
良く行なわせることができる。

また、従来の遠心重錘式のガバナ装置におけるガバナウ
ェイトに比して、その揺動位置による重心位置の変化が
問題とならず、したがって揺動アーム５に作用する電磁
力Ｆの大きさと揺動アーム５の揺動位置とがほぼ直線的
な比例関係に保たれて、安定した制御特性をもってスロ
ットルバルブ１１の開、閉方向の駆動制御を行なわせる
ことができるようになる。

また本発明によるガバナ装置では、高度な組付精度およ
び部品点数を特に要求せずとも、簡単な調整を行なわせ
ることによってエンジン回転数の増減に応じたスロット
ルバルブ１１の開、開方向の駆動制御を安定して精度良
く行なわせることができる。

また、揺動アーム５におけるリンク９の接続箇所をその
長手方向に移し変えるだけで、スロットルバルブ１１の
開閉を行なわせる際の制御ストロークおよびその駆動力
を広範囲に選定することができるようになる。

肱来 以上、本発明による回転数・位置変換装置にあっては、
非磁性体からなる回転円板をそれぞれ空隙を介して両側
から挟むように、がっ異極が対向するように一対の磁石
を設けるとともに、その−対の磁石を少なくとも２組１
円板の同一側において異極が前記円板の回転方向または
径方向に隣接するように並設し、各隣接する磁石を可動
体側の保持部材に取り付けられた板状のヨーク上にそれ
ぞれ設けるようにしたもので、磁石の設置に工夫を凝ら
すことにより、磁気回路の長さを最少限にして、大きな
電磁力を効率良く発生させることができるという優れた
利点を有している。

また本発明は、前述のヨークおよび磁石の配置に特別の
工夫を凝らした回転数・位置変換装置を利用して、前記
円板をエンジンの回転に同期して回転させ、揺動自在に
なるように軸支された揺動部材に前述したようにヨーク
および磁石を特別な工夫をもって取り付け、その揺動部
材が一方向に揺動するのを抑制するようにバネ部材を設
け、さらに揺動部材の揺動に応じてエンジンのスロット
ルバルブの開方向、閉方向の駆動を行なわせる駆動機構
を設けることによりエンジンのガバナ装置を構成するよ
うにしたもので、小形軽量化を図った磁気回路をもって
充分な電磁力が得られ、かつ簡単な構造および調整をも
って、エンジンの回転部分と非接触で、バルブ開閉の制
御ストロークおよび駆動力の設定自由度を広範囲にとっ
て、エンジンの調速を安定して精度良く行なわせること
ができるという優れた利点を有している。

・・・円板　４・・・ピボット　５・・・揺動アーム　
６１゜６２・・・ヨーク　７１〜７４・・・磁石　８・
・・スプリング　９・・・リンク　１０・・・駆動レバ
ー　１１・・・スルットルバルブ

【図面の簡単な説明】

第１図（、）は本発明の一実施例による回転数・位置変
換装置における磁石部分の正面図、第１図（ｂ）は第１
図（ａ）のＡ−Ａ矢視図、第２図ないし第４図は同実施
例における磁石の形状をそれぞれ示す磁石部分の平面図
、第５図は本発明の他の実施例による回転数・位置変換
装置における磁石部分の正面図、第６図（ａ）、（ｂ）
は本発明による回転数・位置変換装置を用いてエンジン
のガバナ装置を構成したときの一構成例を示す部分的な
平面図および正面図、第７図は従来の回転数・位置変換
装置における磁石部分の正面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 　１．非磁性体からなる回転円板をそれぞれ空隙を介し
   て両側から挟むように、かつ異極が対向するように一対
   の磁石を設けるとともに、その一対の磁石を少なくとも
   ２組、円板の同一側において異極が前記円板の回転方向
   または径方向に隣接するように並設し、各隣接する磁石
   を可動体側の保持部材に取り付けられた板状のヨーク上
   にそれぞれ設けることによって構成された回転数・位置
   変換装置。
2. 　２．エンジンの回転に同期して回転する非磁性体から
   なる円板と、揺動自在になるように軸支された揺動部材
   と、その揺動部材に取り付けられ、前記円板に磁界を作
   用させることによりその円板の回転に応じて前記揺動部
   材を揺動させる電磁力を生じさせる磁石と、前記揺動部
   材が一方向に揺動するのを抑制するように設けられたバ
   ネ部材と、前記揺動部材の揺動に応じてエンジンのスロ
   ットルバルブの開方向，閉方向の駆動を行なわせる駆動
   機構とからなり、前記円板をそれぞれ空隙を介して両側
   から挟むように、かつ異極が対向するように一対の磁石
   を設けるとともに、その一対の磁石を少なくとも２組、
   円板の同一側において異極が前記円板の回転方向または
   径方向に隣接するように並設し、各隣接する磁石を前記
   揺動部材側に取り付けられた板状のヨーク上にそれぞれ
   設けるようにしたことを特徴とするエンジンのガバナと
   して用いられる回転数・位置変換装置。